深度 | 核电“十四五” 机会在何处？

核电拿什么争？

Q：与其他清洁能源相比，核电的市场竞争力怎么样？电力市场化交易给核电产业带来什么影响？

赵：回顾起来，现在核电不像10年前或者更远一些的时候，可以关起门来自说自话。那时风电和太阳能还没怎么发展，而核电已经在技术上、安全上经过验证，又可以稳定提供大规模的电力，为大家所公认，国家的政策也很明确。但眼下却受到挑战。我们知道风电和太阳能是间歇性的能源，但随着储能技术等进步，这些问题将逐步得到解决。现在就要看客观上国家怎么来平衡这些低碳能源。

从造价来说，国内的机组可以分为两类，一类是安全性能好、技术很成熟的二代改进型，整体建造成本可控，经济指标很好。对于这一类机组，按0.43元每度的标杆电价应该没有问题。另一类是如“华龙一号”、“国和一号”三代核电技术，为满足更高的安全目标，每千瓦造价可能要比二代改进型高出20%左右。之前核电厂是40年寿期，还款期限是15年，现在可达到60年，还款还是15年，那么前期的价格显然就提高了。这也不是很合理，假如政策上能调整还款期限，电价特别是前期电价就可以降低。

另外一个变化是，此前核电占比不大，又是特殊行业，可以保证基荷运行。但是随着核电的发展，其占的分量越来越大，所以对核电也参与调峰调频的呼声也越来越高。参与调峰调频，在安全性方面就要采取更多措施来满足这样一种高低起伏的运行模式的需要，从技术上看是没问题的，但由于核电大投资、长周期的特性，不能保证基荷运行的话在经济效益上就很不利。目前的方式是给核电保留一定的份额，比如70%或80%，拿出剩下20%左右的份额参与电力市场交易。

假如下一步改革到完全按照市场竞价上网，核电就要亏损。甚至到时候像有的国家那样隔夜购买，比如说明天电网需要多少电，什么价格，企业自己来投，核电承受的压力就更大了。

国内外涉核企业在这方面处境不同。在我国电力体系里，核电企业基本上是纯核电，包括中核集团，虽然也有风电和太阳能，但总体是一个核电企业，中广核也是一样。而国外单独的核电企业很少，比如美国的一个企业集团可能既有核电又有水电或火电，在多元的结构下，集团通过自己的调整可以实现利益最大化。韩国也是这样，核电水电放在一起，企业的调控能力比较大。

而中国基本上还是单个大型的核电企业，自身调控能力有限。

要强调的是，发展核电不光是电价问题，还关系到国家发展战略。因为核不光是发电，而且是国家的一种资源。像美国尽管这几年新建核电厂不多，却一直没有放弃研发，准备在下一轮核能竞争中占据世界主导地位。

Q：小堆是现在国际核能界关注的热点，关于小堆的经济性存在一些讨论，您怎样看待其发展前景？

赵：

我国小堆的设计采用了包括非能动在内的很多先进理念，但是总体上还是“大堆缩小”，在系统简化等方面还有进一步改进的空间。

假如设计理念没有较大调整，价格要下来还是有很大的挑战。美国的NuScale、韩国的SMART等在非能动方面做得比较多，然后在能动性系统方面做了大量简化。30万千瓦以下的反应堆原则上都是小堆，假如功率接近30万千瓦而采用完全非能动的安全系统，可能不太让人放心，但是10万千瓦及以下的小堆加大非能动的分量、简化系统，就比较可行。

再者要有一定的市场规模，小堆的价格才能降下来。有了市场规模，才能考虑怎样达到一个批量化，怎样进行工厂模块化制造、现场安装，缩短建造周期，很快实现资本回收。所以要重点关注小堆的市场在哪里，需求方到底是哪些。如果是单纯用来发电，我国电网很发达，遍布全国各地，除边远地区的特殊需要，小堆的意义不见得有多大，更多还是用来热电联供、区域供热、海水淡化等。目前我国的小堆开发还是功能单一化的比较多，多功能的结合更加有利于小堆的市场拓展。

我国北方的一些大城市污染较严重，假如利用核能供热，可以代替现在的煤和天然气。2019年海阳核电实现了核能供热，当然海阳不是利用小堆，而是将核电厂里面一部分蒸汽抽出来，通过管道输送到20多公里外的海阳市，惠及海阳的大概70多万人口。这是很好的一个办法，不过也不具有普适性，它要求城市离核电厂不能太远，因为沿途管道会损失热量。但对离核电厂较近的城市，提供了一种选择，不一定走小堆路子。对于北方大部分内陆的一些地区特别是大城市，像北京或石家庄，附近没有大型的核电厂，小堆供热是一个重要选项。

核能区域供热在技术上没有太大问题，有问题的主要在于两方面。一是从经济方面，专门供热一年只需要不到半年时间，剩下的半年它的出路何在？必须在用途方面进一步扩展，冬天能供热，夏天能供工艺蒸汽或者其他产品，这就需要设计者作出进一步努力。另一方面是由于供热堆一般靠近用户，还有公众接受性问题。

所以核能供热要在北方九省大面积推开的话，最大挑战是研究设计单位要拿出安全性和经济性满足要求、能为公众接受的一种技术。

Q：对于像“华龙一号”这样的大型核电技术，接下来优化改进的方向在哪？

赵：这个问题应由设计研究单位来回答。据我所知，他们已经在开展这方面工作。我认为优化改进应重点放在进一步提高安全性和经济性两个目标上。我认为优化改进的工作中，核燃料很重要，它既直接关系到安全，也关系到经济性。要提升芯块和燃料包壳的性能，特别在失水事故情况下的性能。现在国家鼓励容错燃料或者叫耐事故燃料的研发，我认为是很有远见也很重要的。国际上西屋公司在这方面走得比较靠前。

我们国家成立了先进核燃料元件研发中心，集合相关单位的力量在抓紧推动这方面的研究开发。

第二是应用数字化核电技术实现核电智能化研究，建立高保真的数字化反应堆，应用开发核电人工智能控制系统，实现核电站设备系统智能化维护，在高放射性区域应用机器人维护。美国的核电价格与页岩气相比缺乏竞争力，一个重要因素是人工成本太大，所以它提出借助人工智能或者先进的测量仪器等技术，将运行人员减少一半，电价降低25%。当然要这样做本身也需要投入成本，需要综合考虑投入和回报之间的关系。

还有通过进一步的技术改造来优化和简化系统，其中也有很多问题值得进一步思考。比如抗大飞机撞击的要求，我们新建核电厂目前是用双层安全壳来实现，增加了不少成本。国际上新的机组也都是用双层安全壳。但是真的只能这样吗？是否还有别的选择？还有现在我国核电厂大部分是二代改进型，都没有双层安全壳，这是既定事实，对新的机组提出了新的要求，原来这些机组该如何处理？

日本已有10来个压水堆在福岛核事故以后又重新批准启动，我2018年到日本，对方告诉我这10个压水堆按照福岛以后最严格的安全标准审查通过，而且特别强调了包括抗大飞机撞击。我一看，不是像我理念当中的，安全壳外面加装很多混凝土结构，显然他们采用了别的技术来达到抗大飞机撞击的目标。

国家核安全局的要求里，是要每个电厂结合自己的具体厂址情况来具备抗大飞机撞击的能力，并没有要求一定是双层安全壳。

所以我想针对我们国家的情况，可以在思路上做一些调整，采用可行且比较经济的技术，能同时解决新老电厂的问题，当然这需要包括政府部门在内各方共同努力。对出口核电站可根据采购方的需要提供相应技术。

Q：在中美贸易摩擦长期持续的背景下，中国核行业的发展及“走出去”面临哪些潜在的挑战和风险，可以怎样未雨绸缪？

赵：不管是核电“走出去”，还是美国将AP1000卖给我们，都是符合双方利益的行为。AP1000的首4台机组由中国建造，我们承担了很大的风险，包括经济上的损失。假如没有中国来承担AP1000的首4台机组,AP1000面临什么局面还很难说。IAEA在最近一篇关于核电经验的总结里说，中国的EPR、AP1000项目都是备受瞩目的旗舰项目，两种堆型在很大程度上都依赖于这些项目的成功。所以美国在AP1000这块应该感谢中国，中国通过自身的努力消化了首堆建造过程中的大量风险，也为西屋公司反馈了可贵的经验。

不管出于何种动机，2019年美国调整了中美核能合作的政策，对中美核能之间的合作施加了一些限制。这些限制在短期可能会对某些企业带来一定影响，但就目前中国核工业的整体水平和研发能力而言，

这些影响不仅会很快消除，而且会进一步激发我们的创新热情。我始终认为，不管与哪一个国家，合作是双赢的。

回顾前面这30余年，我国核电起步较晚，主要是在国外技术的基础上通过消化吸收再创新，形成完整的核电产业，开发出了具有完全自主产权的“华龙一号”，实现了二代向三代过渡。客观来看，与国际上特别是和美国相比还有差距，基本上是和俄罗斯的产品一起作为第一梯队。我国目前建的核电厂基本上还是在国外的堆型基础上发展起来的。从技术的角度讲，美国能够提出来AP1000这种设计理念，用完全非能动的安全系统加上模块化建造、简化系统，从安全和造价两个方面下了功夫，是革命性的一种核电设计技术。当然后来建造过程中碰到很多问题，需要进一步的改进和优化。这样的创新，国内还需要加强。对于核电，不管是四代堆还是小堆，从安全角度、经济角度，或者公众接受的角度，都需要在设计上采用比较革命性的一些创新，满足既安全、价格又媲美其他能源、资源充分利用、废物产生得少等要求。

中国真正要成为核电强国，不光是在建造能力、供货能力等方面，更主要还得体现在技术上。美国为什么要遏制我们，可能主要是怕我们赶上它。

而真的要赶上的话，必须发挥我们内在的创新能力，包括将现在一些前沿技术有机有效地融入核电领域，提升我国核电的整体水平。